Examen Simili 2 · Maths 2 SPC-SVT · corrigé détaillé

Cet examen simili 2 de maths 2 SPC-SVT pour la 2ème Bac PC et SVT est proposé avec un corrigé détaillé étape par étape pour s’entraîner dans les conditions de l’examen. Retrouvez les autres leçons dans la catégorie 2Bac PC-SVT.

Simili 2 – Maths 2 SPC-SVT

Niveau : 2PC – SVT · Énoncé et correction détaillée

Exercice 01Produit scalaire dans l’espace et produit vectoriel

Dans l’espace (ℰ) est rapporté au repère orthonormé direct (O, i, j, k) on considère :

Les points A(3, 4, 2), B(2, 2, 4), C(2, 4, 0) et Ω(2, 2, −2).

01.

a. Déterminer les cordonnés du vecteur : AB ∧ AC. Est-ce que les points A et B et C sont alignés.

b. Donner une équation cartésienne du plan (ABC).

c. Donner une équation cartésienne du plan (Q) passant par Ω et parallèle au plan (ABC).

d. Calculer : la surface du triangle ABC.

02. On considère la droite (D) dont un système d’équations est x − 12 = 1 − y2 = −5 − z.

a. Montrer que la droite (D) est orthogonale au plan (ABC).

b. Déterminer les cordonnés du point H intersection de (D) et (ABC).

03.

a. Calculer la distance du point Ω à la droite (D).

b. Déterminer l’équation cartésienne du sphère (S) de centre Ω et la droite (D) est tangente au sphère (S).

c. Déterminer les cordonnés du point K point de tangence de (D) et le sphère (S).

04.

a. Déterminer une représentation paramétrique de la droite (Δ) passant par Ω et orthogonale au plan (ABC).

b. Calculer la distance d du point Ω au plan (ABC).

c. En déduit que le plan (ABC) coupe le sphère suivant un cercle (Γ).

d. Déterminer RΓ le rayon de (Γ). Puis les cordonnés du point IΓ centre de (Γ).

e. Déterminer la nature de l’intersection de (S) et (Q) et on détermine les éléments caractéristiques de l’intersection.

Exercice 02Nombres complexes

01.

a. Résoudre dans l’ensemble ℂ l’équation z2 + 6z + 12 = 0.

b. Résoudre l’équation differentielle suivante : y″ + 6y′ + 12y = 0.

02. On considère le polynome suivant : P(z) = z3 + 4z2 − 24 dont z est un complexe.

a. Calculer : P(2).

b. Déterminer a et b de ℝ tel que pour tout z de ℂ on a : P(z) = (z − 2)(z2 + az + b).

c. Résoudre dans ℂ l’équation suivante : P(z) = 0.

03. Dans le plan complexe (P) rapporté a un repére orthonormé direct (O, u, v) ; unité de mesure est 2 cm ; on considère les points A et B et C et leurs affixes respectivement a = −3 + i√3 et b = −3 − i√3 et c = 2i√3.

a. Déterminer les valeurs de n ∈ ℕ tel que : an est un nombre réel.

b. Montrer que : ba = eiπ/3 ; puis on déduit la nature du triangle OAB.

04. On considère la translation t qui transforme le point A au point B. Donner l’écriture complexe de la translation t.

a. Déterminer d l’affixe du point D image du point C par la translation t.

b. Soit I le milieu du segment [BC]. Montrer que les deux vecteurs IA et IC sont orthogonaux.

05. On considère dans le plan complexe (P) la transformation h qui transforme tout point M d’affixe z au point M′ d’affixe z′ tel que : z′ = 2z − 3i.

a. Montrer que h est une homothétie et on détermine l’affixe de son centre Ω et son rapport k.

b. Déterminer (C′) l’image du cercle (C) de centre A et de rayon 3 par l’homothétie h.

Exercice 03Probabilité

Un amateur de la chasse utilise deux catégories de cartouches un on le désigne par A et l’autre par B.

Probabilité tel que le chasseur atteint son but en utilisant cartouche A est 810. Probabilité tel que le chasseur atteint son but en utilisant cartouche B est 610.

1ère expérience : le chasseur utilise deux cartouches de catégorie A l’une après l’autre cartouche pour atteint son but. On considère la variable aléatoire X définie par « le nombre de fois le chasseur atteint son but en utilisant les deux cartouches l’une après l’autre ».

01. Donner l’ensemble X(Ω) ( ensemble des valeurs de X ).

02. Montrer que : p(X = 1) = 825.

03. Déterminer la loi de probabilité de la variable aléatoire X.

04. Calculer E(X) l’espérance mathématique de la variable aléatoire X.

2ième expérience : le chasseur utilise un cartouches de catégorie A puis une cartouche de catégorie B pour atteint son but. On considère les deux événements : C « Le chasseur atteint son but en utilisant A et aussi par B » ; D « Le chasseur atteint son but au moins une fois en utilisant A puis B ».

01. Calculer : p(C) et p(D).

3ième expérience : le chasseur possède un sac qui contient 3 cartouches de la catégorie A et 4 cartouches de la catégorie B tel que les cartouches sont indiscernables au touche. Le chasseur tire du sac simultanément deux cartouches puis il utilise les deux cartouches sans intervenue l’ordre pendant l’utilisation des deux cartouches.

01. Calculer la probabilité de l’événement E « Le chasseur tire deux cartouches du catégorie A ».

02. Calculer la probabilité de l’événement F « Le chasseur tire deux cartouches de catégorie différents ».

03. Montrer que la probabilité de l’événement G « Le chasseur atteint son but deux fois » est p(G) = 328700.

4ième expérience : le chasseur répète la troisième expérience quatre fois tel que chaque fois le chasseur remet les deux cartouches tirées au sac avant de répéter l’expérience une autre fois. On considère la variable aléatoire Y définie par « le nombre de fois l’événement F est réalisé lorsqu’on répète l’expérience précédent quatre fois ».

01.

a. Comment on appelle la variable aléatoire Y et on précise ses paramètres.

b. Donner l’ensemble Y(Ω) ( ensemble des valeurs de Y ).

c. Donner p(Y = k) avec k ∈ Y(Ω).

d. Calculer : l’espérance mathématique E(Y) ; la variance V(Y) et l’écart-type σ(Y).

Exercice 04Équation différentielle, fonction exponentielle et suite de la forme un+1 = f(un)

1ère PARTIE

On considère l’équation différentielle suivante : (E) : y′ − 2y = 2(e2x − 1) tel que la fonction y définie et dérivable sur ℝ.

01. Montrer que la fonction : h(x) = 2xe2x + 1 est solution de l’équation (E).

02. On pose : y = z + h tel que z est une fonction dérivable sur ℝ.

a. Montrer que : si y est solution de l’équation (E) alors z est solution de l’équation z′ − 2z = 0.

b. Montrer que : si z est solution de l’équation z′ − 2z = 0 alors y est solution de l’équation (E).

c. Ecrire l’équivalence obtenue.

d. Résoudre l’équation : (E′) : z′ − 2z = 0 puis déduis les solutions de l’équation (E).

e. Déterminer la fonction f solution de (E) qui vérifie f(0) = 0.

2ième PARTIE

Soit la fonction f définie de ℝ vers ℝ par : f(x) = 1 + (2x − 1)e2x. (Cf) la courbe de f dans un repère orthonormé (O, i, j) unité de mesure 3 cm.

01.

a. Résoudre dans ℝ l’équation suivante : 1 − f(x) ≥ 0.

b. Calculer : limx→+∞ f(x) puis montrer que limx→−∞ f(x) = 1 ; donner une interprétation géométrique des résultats obtenus.

c. Montrer que : limx→+∞ f(x)x = +∞ ; donner une interprétation géométrique du résultat obtenu.

02.

a. Calculer la fonction dérivée de f et vérifie que f′(x) = 4xe2x.

b. Donner le signe de f′ puis donner le tableau de variation de f.

c. Donner l’équation de la tangente (T) à la courbe (Cf) de f au point d’abscisse x0 = 0.

03.

a. Vérifier que la fonction dérivée seconde de f est : f″(x) = 4(2x + 1)e2x.

b. Etudier le signe f″ puis donner la concavité de (Cf) et précisé les points d’inflexions de la courbe (Cf).

04. Le tableau ci-contre donne le signe de f(x) − x sur ℝ tel que : 0,32 < α < 0,33.
T : x : −∞, 0, α, +∞ ; f(x) − x : + 0 − 0 +

a. Construire la courbe (Cf) de f et la droite (Δ) d’équation y = x dans un repère orthonormé (O, i, j) unité de mesure 1 cm. ( la construction sera sur l’annexe 1 voir page 4 ).

05. Soit g la restriction de f sur l’intervalle I = [0, +∞[.

a. Montrer que la restriction g admet une fonction réciproque g−1 définie sur l’intervalle J on le détermine.

b. Construire la courbe (Cg−1) de la fonction réciproque g−1 dans le même repère (O, i, j).

c. Calculer g(α) ; puis montrer que g−1 est dérivable en α et calculer (g−1)′(α).

06.

a. On utilise une intégration par parties montrer que : ∫−10 (2x − 1)e2x dx = −1 + 2e2.

b. Colorer en vert la partie du plan comprise entre la courbe (Cf) et la droite (D) d’équation y = 1 et les deux droites d’équations x = −1 et x = 0 puis calculer en cm2 l’aire (la surface).

07. L’espace est rapporté à un repère orthonormé (O, i, j, k) avec ‖i‖ = ‖j‖ = ‖k‖ = 1 cm.

a. Soit la fonction F(x) = 8x2 − 12x + 58 e4x vérifie que : F′(x) = (2x − 1)2 e4x.

b. Calculer en cm3 le volume V du solide obtenue par la rotation de la courbe (Cf) au tour de l’axe des abscisses sur l’intervalle [−1, 0].

3ième PARTIE

01. On considère la suite (un) définie par : u0 = 14 et un+1 = (2un − 1)e2un + 1 ; ∀n ∈ ℕ.

a. Ecrire la suite (un) en fonction de la fonction f.

b. Montrer que f([0, α]) ⊂ [0, α].

c. Montrer que : ∀n ∈ ℕ ; 0 ≤ un ≤ α.

d. Montrer que la suite (un) est décroissante.

e. On déduit que (un) est une suite convergente.

f. Déterminer la limite de la suite (un).